CN204694128U - 换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备。具体地，本实用新型提供一种换热装置，包括至少两个传热基板、至少两根热管和多个换热翅片。每根热管均具有与其中一个传热基板热连接的中间区段和两个分别由中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段。多个换热翅片设置在热管的端部区段上，以散发从中间区段向端部区段传送的热量。至少两个传热基板中的每个传热基板上均设置至少一根热管，且至少两个传热基板中的热管共用该多个换热翅片，从而节省了换热翅片占用的空间。本实用新型还提供一种半导体制冷设备，包括限定有储物间室的箱体、至少两个半导体制冷片和与半导体制冷片的热端热连接的换热装置。

Description

换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备

技术领域

本实用新型涉及换热技术，特别是涉及一种换热装置及具有该换热装置的半导体制冷设备。

背景技术

近年来，半导体制冷设备由于其优越的性能而被广泛应用，例如半导体制冷冰箱、半导体制冷冰柜等。半导体制冷设备利用半导体制冷片的自动变压变流控制技术实现制冷，同时通过热管及传导技术实现散热，无需制冷工质和机械运动部件。因此，半导体制冷设备在应用过程中没有工质污染和机械振动等传统机械制冷设备在应用上的一系列问题。

然而，半导体制冷片的冷端产生冷量的同时，其热端会产生大量的热量。为了保证半导体制冷片可靠持续地进行工作，需要及时散发其热端产生的热量。现有技术中的一种散热方式为在半导体制冷片的热端设置一散热基板进行散热，散热基板中嵌设有多根热管，多根热管的端部穿设在换热翅片中。然而多根热管均嵌设在一个散热基板中，热管的布置难度较大。且当半导体制冷设备需要达到较低的制冷温度或需要使不同的储物间室实现不同的制冷效果时，通常需要两个或两个以上的半导体制冷片。每个半导体制冷片需要一个散热基板，每个散热基板需要单独的换热翅片进行辅助散热，换热翅片占用的空间较大，导致半导体制冷设备的体积较大。

实用新型内容

本实用新型第一方面的一个目的旨在克服现有换热装置的至少一个缺陷，提供一种换热装置，其具有至少两个共用换热翅片的传热基板，以提高热管布置的灵活性，节省换热翅片占用空间，从而减小换热装置的体积。

本实用新型第一方面的一个进一步的目的是提高换热装置换热的均匀性。

本实用新型第一方面的又一个进一步的目的是提高换热装置的换热效率。

本实用新型第二方面的一个目的是提供一种具有换热装置的半导体制冷设备。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型提供了一种换热装置，包括：

至少两个传热基板，每个所述传热基板均具有与热源热连接的换热面；

至少两根热管，每根热管均具有与其中一个所述传热基板固定连接的中间区段和两个分别由所述中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段；以及

多个换热翅片，设置在所述至少两根热管的端部区段上，以散发从所述中间区段向所述端部区段传送的热量；其中

所述至少两个传热基板中的每个传热基板上均设置至少一根所述热管，且所述至少两个传热基板中的热管共用所述多个换热翅片。

可选地，所述多个换热翅片分布在所述至少两个传热基板的两端，以形成两个独立的换热翅片模组。

可选地，所述至少两个传热基板包括设置在位于所述两个换热翅片模组之间的空间内的两个传热基板，每个传热基板中均设置有多根所述热管。

可选地，所述两个传热基板中的穿设在同一个所述换热翅片模组中的多根热管配置成其至少部分中间区段嵌设在其中一个所述传热基板中，以使得该多根热管中的每根热管的至少一个端部区段位于其他至少一根热管的两个端部区段之间。

可选地，穿设在同一个所述换热翅片模组中的多根热管的端部区段配置成沿所述换热翅片的长度方向以等间距间隔排列。

可选地，每个所述传热基板内均设有至少一个贯穿其宽度方向的穿孔，所述至少一根热管的至少部分中间区段嵌设在所述穿孔中。

可选地，每个所述传热基板的换热面均具有至少一个贯穿所述传热基板宽度方向的卡装槽，所述至少一根热管的中间区段嵌设在所述卡装槽内。

可选地，所述热管呈U形，以使所述热管的两个端部区段由其中间区段的两端朝其所在传热基板的同一端部平行延伸。

可选地，所述多个换热翅片沿竖向延伸，其所在平面与所述至少两个传热基板的换热面垂直；且每个所述换热翅片的片体中均形成有通风孔，且相邻两个换热翅片的通风孔正向相对。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型还提供了一种半导体制冷设备，包括：

箱体，其内限定有用于储存物品的储物间室；

至少两个半导体制冷片，其冷端与所述储物间室热连接，以为所述储物间室提供冷量；以及

以上任一所述的换热装置，其至少两个传热基板的换热面分别与所述至少两个半导体制冷片的热端热连接，以散发所述热端产生的热量。

本实用新型的换热装置由于设置至少两个共用换热翅片的传热基板，一方面，至少两个传热基板可为热管提供更多的嵌设空间，便于灵活地布置热管；另一方面，至少两个传热基板共用换热翅片，可省去至少一个传热基板的换热翅片，从而减少换热翅片所占用的空间，进而减小换热装置的体积。

进一步地，由于本实用新型的换热装置中，穿设在同一个换热翅片模组中的多跟热管的端部区段配置成沿换热翅片的长度方向以等间距间隔排列，因此，热管中的热量或冷量可均衡地散发至换热翅片中，从而通过换热翅片实现更加均匀的换热效果。

进一步地，由于本实用新型的换热装置中，换热翅片分布在至少两个传热基板的两端，形成了两个独立的换热翅片模组，增大了翅片换热面积，提高了换热效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的换热装置的示意性结构图；

图2是根据本实用新型一个实施例的换热装置的热管的示意性结构图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的换热装置的示意性结构图。如图1所示，换热装置100包括：至少两个传热基板、至少两根热管和多个换热翅片30。每个传热基板均具有与热源热连接的换热面，以从相应的热源接受热量。每根热管均具有与其中一个传热基板连接的中间区段和两个分别由中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段。多个换热翅片30设置在至少两根热管的端部区段上，以散发从中间区段向端部区段传送的热量。特别地，至少两个传热基板中的每个传热基板均设置至少一根热管，且两个传热基板中的热管共用该多个换热翅片30。由此，至少两根热管可在至少两个传热基板中灵活布置，提高热管安装的便易性。同时，至少两个传热基板共用换热翅片，可节省部分换热翅片，以减少换热翅片占用的空间，从而减小换热装置100的体积。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，多个换热翅片30分布在至少两个传热基板的两端，以形成两个独立的换热翅片模组，从而增大了换热翅片的阵列面积，保证有效的自然散热。由此，嵌设在至少两个传热基板中的至少两根热管可分为沿至少两个传热基板长度方向上的分别朝向至少两个传热基板两端延伸的两组热管。每组热管的端部区段均穿设在位于至少两个传热基板的相应端部的换热翅片模组中，从而便于至少两根热管的布置和安装，同时也充分利用了位于两个换热翅片模组之间的换热空间。

进一步地，至少两根热管可在位于两个换热翅片模组之间的换热空间内交错穿插设置，以不规则或规则的形式布满该换热空间，从而有效利用了该换热空间，提高了换热效果，减少了热管数量。

在本实用新型的一些实施例中，至少两个传热基板包括设置在位于两个换热翅片模组之间的空间内的两个传热基板，具体为第一传热基板11和第二传热基板12，每个传热基板中均设置有多根热管。第一传热基板11和第二传热基板12在两个换热翅片模组之间并列且间隔设置，以使两个传热基板的长度方向和宽度方向均一致，第一传热基板11和第二传热基板12沿其宽度方向并列且间隔一定距离设置。进一步地，嵌设在第一传热基板11中的热管的至少一个端部区段位于嵌设在第二传热基板12的热管的至少两个端部区段之间，以使两个传热基板的热管交错穿插设置，提供散热效果。

在本实用新型的一些实施例中，两个传热基板中的穿设在同一个换热翅片模组中的多根热管配置成其至少部分中间区段嵌设在其中一个传热基板中，以使得该多根热管中的每根热管的至少一个端部区段位于其他至少一根热管的两个端部区段之间。在本实用新型实施例中，第一传热基板11中嵌设有至少三根热管，其中有两根热管穿设在右端的换热翅片模组中。第二传热基板12中有一根热管穿设在右端的换热翅片模组中。第一传热基板11和第二传热基板12中嵌设的该三根热管的每根热管的至少一个端部区段位于其他两根热管的两个端部区段之间。

进一步地，穿设在同一个换热翅片模组中的多根热管的端部区段配置成沿换热翅片30的长度方向以等间距间隔排列。也就是说，热管朝向两个传热基板同一端延伸的多个端部区段沿换热翅片30的长度方向以等间距间隔地依次排列。换句话说，该多个端部区段可将换热翅片30沿其长度方向分割为等长的若干部分，以使热管端部区段的热量均匀地传递至换热翅片30。也就是使换热翅片30接受到的热量更加均匀，便于其更加均匀地换热，提高换热效率。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，每根热管的至少部分中间区段设置在其中一个传热基板上，以使每根热管的至少一个端部区段在换热翅片30的长度方向上位于其他至少一根热管的两个端部区段之间。本实用新型实施例中，至少两根热管可包括第一热管21和第二热管22。第一热管21的中间区段211的中间部分嵌设在传热基板11中，同样，第二热管22的中间区段221的中间部分嵌设在传热基板11中。第一热管21的其中一个端部区段212位于第二热管22的端部区段222和另一端部区段223之间；第二热管22的端部区段222位于第一热管21的端部区段212和另一端部区段213之间。由此，两根热管交错穿设设置，以增加热管与其所处换热空间的接触面积，以较少的热管数量实现较好的换热效果，降低了换热装置的成本。

图2是根据本实用新型一个实施例的换热装置100的热管的示意性结构图。在本实用新型实施例中，第一热管21和第二热管22的结构大致相同，下面以第一热管21为例对其结构进行详细说明。第一热管21的中间区段211具有沿传热基板的宽度方向依次连接的第一直线型子区段2111、第二直线型子区段2112和第三直线型子区段2113。第一直线型子区段2111、第二直线型子区段2112和第三直线型子区段2113可位于同一条直线上，也可分别位于不同的直线上，还可以为相邻两个子区段位于具有一定夹角的两条直线上。第一直线型子区段2111、第二直线型子区段2112和第三直线型子区段2113的长度可等长，也可不等长。

如图1所示，第二热管22的中间区段221也具有沿传热基板11的宽度方向依次连接的第一直线型子区段、第二直线型子区段和第三直线型子区段。第一热管21的第二直线型子区段2112嵌设在第一传热基板11中，第二热管22的第二直线型子区段嵌设在第二传热基板12中。也就是说，第一热管21和第二热管22在两个传热基板的宽度方向上错开设置，避免二者并排叠加，从而可使第一热管21和第二热管22的除嵌设在两个传热基板中的区段之外的其他各个区段均暴露于换热空间内或穿设在换热翅片30中，进而使第一热管21和第二热管22的尽可能多的区段均能够与换热空间或换热翅片30进行换热，即实现换热空间的最大化，达到较好的换热效果。

在本实用新型的一些实施例中，每个传热基板内均设有至少一个贯穿其宽度方向的穿孔，至少一根热管的至少部分中间区段嵌设在该穿孔中。在本实用新型实施例中，至少两根热管的中间区段分别嵌设在两个传热基板的穿孔中。在本实用新型其他的实施方式中，每个传热基板内可设有多个贯穿其宽度方向的穿孔，以供多根热管嵌设其中。优选地，该多个穿孔以等间距间隔排列，以将传热基板沿其长度方向分割为等长的三部分，以使传热基板中的热量均匀地传递至多根热管。穿孔的大小可与热管的外径相匹配，以在热管嵌设在穿孔中后，使热管的外表面与位于穿孔内的传热基板紧密接触，从而使实现热量的有效传递。

本领域技术人员应理解，在本实用新型的另一些实施方式中，第一传热基板具有第一换热面111，第二传热基板具有第二换热面121。每个传热基板的换热面均具有至少一个贯穿该传热基板宽度方向的卡装槽，至少一根热管的中间区段嵌设在该卡装槽内。在本实用新型实施例中，至少两根热管的中间区段分别嵌设在两个传热基板换热面的卡装槽内。在本实用新型其他的实施方式中，每个传热基板内可设有多个贯穿其宽度方向的卡装槽，以供多根热管嵌设其中。优选地，该多个卡装槽以等间距间隔排列，以将传热基板沿其长度方向分割为等长的三部分，以使传热基板中的热量均匀地传递至多根热管。卡装槽的尺寸配置成使得热管可在外力作用下卡装嵌入其中，并保持该热管，避免其自动脱离卡装槽。

在本实用新型的一些实施例中，结合图1和图2，第一热管21和第二热管22可均大致呈U形，以使每根热管的两个端部区段由其中间区段的两端朝同一方向平行延伸，进而使得每根热管的两个端部区段均穿设在同一个换热翅片模组中。以第一热管21为例，其端部区段212和另一个端部区段213由其中间区段211的两端沿传热基板11的长度方向朝传热基板11的同一端(图1中所示状态的右端)延伸，从而端部区段212和另一个端部区段213均穿设在位于该端的换热翅片模组中。本领域技术人员应理解，在本实用新型其他的实施方式中，第一热管21和第二热管22还可均大致呈Z形。也即是，每根热管的两个端部区段分别由其中间区段的两端沿传热基板的长度方向朝传热基板的两个不同端部延伸，从而使每根热管的两个端部区段分别穿设在位于传热基板两端的两个换热翅片模组中。当然，在本实用新型的又一些其他的实施方式中，第一热管21可大致呈U形，第二热管22可大致呈Z形，第一热管21和第二热管22交错穿插设置。

在本实用新型的一些实施例中，多个换热翅片30中的每个换热翅片均沿至少两个传热基板的宽度方向延伸，且其所在平面与至少两个传热基板的换热面垂直。每个换热翅片的片体中均形成有通风孔，且相邻两个换热翅片的通风孔正向相对，便于空气的流通，从而提高传热效率。进一步地，多个换热翅片30中的相邻两个换热翅片间隔一定距离设置，以在相邻两个换热翅片之间形成预定间隙，从而使得换热翅片上的热量能够从相邻两个换热翅片之间的空隙散发至空间内，进一步提高换热效率。优选地，相邻两个换热翅片之间的间距优选为10～20mm。

进一步地，在本实用新型的一些实施例中，每个传热基板上还可设置有轴流风扇(图中未示出)，以促使空气朝向位于传热基板两侧的换热翅片流动，并通过换热翅片30上的通风孔实现换热翅片30与空气之间的强制对流换热，实现大容量的换热能力，进一步提高换热效率。

本实用新型还提供一种半导体制冷设备，包括箱体、至少两个半导体制冷片和换热装置100。箱体内限定有用于储存物品的储物间室。至少两个半导体制冷片的冷端与储物间室热连接，以为该储物间室提供冷量。换热装置100的至少两个传热基板的换热面与至少两个半导体制冷片的热端热连接，以散发该热端产生的热量。

在本实用新型的一些实施例中，半导体制冷片的冷端可紧贴储物间室的内壁或外壁，半导体制冷片的热端可紧贴传热基板的换热面。传热基板朝向换热面的一侧设置有螺丝固定孔，用于固定半导体制冷片的热端，保证该热端与换热装置的可靠热连接。在本实用新型实施例中，换热装置100可为散热装置，在本实用新型其他的实施方式中，换热装置100还可为散冷装置。

本领域技术人员应理解，本实用新型实施例中涉及的半导体制冷设备可以为冰箱、冰柜、冷冻冷藏罐或其他利用半导体制冷片进行制冷的设备。

本领域技术人员还应理解，在没有特别说明的情况下，本实用新型所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”和“后”均是以安装在半导体制冷设备中的换热装置100的正常使用状态为基准而言的。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种换热装置，其特征在于，包括：

至少两个传热基板，每个所述传热基板均具有与热源热连接的换热面；

至少两根热管，每根热管均具有与其中一个所述传热基板连接的中间区段和两个分别由所述中间区段的两端沿该传热基板的长度方向延伸的端部区段；以及

多个换热翅片，设置在所述至少两根热管的端部区段上，以散发从所述中间区段向所述端部区段传送的热量；其中

所述至少两个传热基板中的每个传热基板上均设置至少一根所述热管，且所述至少两个传热基板中的热管共用所述多个换热翅片。

2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

所述多个换热翅片分布在所述至少两个传热基板的两端，以形成两个独立的换热翅片模组。

3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，

所述至少两个传热基板包括设置在位于所述两个换热翅片模组之间的空间内的两个传热基板，每个传热基板中均设置有多根所述热管。

4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，

所述两个传热基板中的穿设在同一个所述换热翅片模组中的多根热管配置成其至少部分中间区段嵌设在其中一个所述传热基板中，以使得该多根热管中的每根热管的至少一个端部区段位于其他至少一根热管的两个端部区段之间。

5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，

穿设在同一个所述换热翅片模组中的多根热管的端部区段配置成沿所述换热翅片的长度方向以等间距间隔排列。

6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

每个所述传热基板内均设有至少一个贯穿其宽度方向的穿孔，所述至少一根热管的至少部分中间区段嵌设在所述穿孔中。

7.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

每个所述传热基板的换热面均具有至少一个贯穿所述传热基板宽度方向的卡装槽，所述至少一根热管的中间区段嵌设在所述卡装槽内。

8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

所述热管呈U形，以使所述热管的两个端部区段由其中间区段的两端朝其所在传热基板的同一端部平行延伸。

9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，

所述多个换热翅片沿竖向延伸，其所在平面与所述至少两个传热基板的换热面垂直；且

每个所述换热翅片的片体中均形成有通风孔，且相邻两个换热翅片的通风孔正向相对。

10.一种半导体制冷设备，其特征在于，包括：

箱体，其内限定有用于储存物品的储物间室；

至少两个半导体制冷片，其冷端与所述储物间室热连接，以为所述储物间室提供冷量；以及

权利要求1-9任一项所述的换热装置，其至少两个传热基板的换热面分别与所述至少两个半导体制冷片的热端热连接，以散发所述热端产生的热量。